《双生灵探》是一部融合悬疑与科幻元素的影片。弟弟孙小涂为寻找失踪的双胞胎哥哥孙小糊，报名参加警队招新考试，不料考试现场突发警察局长遇刺事件，他瞬间被卷入巨大危机。关键时刻，一直以灵魂形态陪伴在侧的哥哥出手相助，兄弟二人惊险脱身。

随着调查深入，局长遇刺并非孤立事件，背后竟牵扯出以著名脑科医生毕安为首的犯罪集团。孙小涂在哥哥灵魂的协助下，一边追查兄长失踪的真相，一边与犯罪集团展开周旋。兄弟二人一个在明、一个在暗，凭借默契配合逐步揭开层层谜团，也逼近隐藏在科学与灵魂交界处的惊人秘密。